距離的概念距離：空間兩點之間的連線長度。斜距（slopedistance）水平距離（horizontaldistance）垂直距離（verticaldistance）高差ΔhAB平距D=S·cosα過A點的水平面過B點的水平面垂距v斜距Sa三類測距技術(shù)：直接量距：利用丈量工具（測繩、皮尺、鋼尺、桿尺、線尺），采取直接比對的方式來量取長度。受地形條件限制大，效率低，精度較低。光學(xué)測距：視距法，視差法（1/200~1/400）采用幾何光學(xué)原理，間接測定兩點之間的距離。克服了直接量距受地形限制的缺點，但精度低、測程短。電磁波測距（EDM)：光電測距，微波測距通過測量電磁波的傳播時間來測定距離的物理測距方式。主流測距技術(shù)，遠優(yōu)于直接量距和光學(xué)測距，應(yīng)用廣泛。測距技術(shù)的分類三類測距技術(shù)：直接量距：鋼尺（1/2000~1/5000），因瓦線尺（1/100000）光學(xué)測距：視距法，視差法（1/200~1/400）電磁波測距（EDM)：光電測距，微波測距測距技術(shù)的分類鋼尺視距法測距光電測距儀電磁波測距的發(fā)展背景電磁波測距（ElectromagneticDistanceMeasurement,EDM）由瑞典的GeodimeterInc.公司于上世紀(jì)50年代率先實現(xiàn)。電磁波測距儀（EDMinstruments）的出現(xiàn)，使距離測量變得更容易、更精確（相對于鋼尺測距來說）。早期的測距儀體積龐大、笨重、復(fù)雜、昂貴。隨微電子與計算機技術(shù)的發(fā)展，測距儀變得輕巧、性能大為改善、價格逐漸降低，目前其應(yīng)用已相當(dāng)普遍。電磁波測距的分類1．電磁波測距按載波的分類

①光電測距；②微波測距2．光電測距按光源的分類

①普通光；②激光（遠程，大地測量）；③紅外光（中、短程，工程測量）3．按測程分類

①短程≤3km；②中程3～15km；③遠程≥15km；③超遠程≥100km4．按測時分類①脈沖法測距（直接測時）；②相位法測距（通過測相位差間接測時）5．按精度分類工程測量中大多采用相位式紅外測距儀（體積小、重量輕、精度高）PlastictapeSteeltape量距尺（Tapes）鋼尺量距輔助工具（SubsidiaryTools）花桿（Rangingrod）測釬（Markingarrow）

錘球（Plumbbob）量距尺（Tapes）PlastictapeSteeltape鋼尺量距輔助工具（SubsidiaryTools）花桿（Rangingrod）測釬（Markingarrow）

錘球（Plumbbob）總距離=nl+Δll:鋼尺整尺長度，Δl:不足整尺段長度（余長）lΔl如

l=30m，Δl=10m，L=3×30+10=100m鋼尺一般量距：分段丈量鋼尺精密量距：三項改正尺長改正（Correctionfornominaltapelength）

?ld溫度改正（Correctionforfieldtemperature）

?lt傾斜改正（Correctionforslope）

?lh

因此，水平距離：d=l+?ld+?lt+?lh注意：因量距時，使用與鋼尺檢定時采用的相同標(biāo)準(zhǔn)拉力如98N，故無須拉力（tension）改正，此外，鋼尺的懸曲（Catenary）改正也被忽略尺長改正

(?Ld)整尺段尺長改正數(shù)所量距離整尺段長度溫度改正

(?Lt)標(biāo)準(zhǔn)溫度如20oC所量距離實測時溫度線膨脹系數(shù)1.25×10-5/oC傾斜改正

(?Lh)或Δhldθ高差傾斜角相位式測距原理在A點安置測距儀，在B點安置反射棱鏡，儀器發(fā)射出調(diào)制光，經(jīng)反射后被儀器接收。如果能測出調(diào)制光往返傳播的時間Δt，即可以計算出儀器至棱鏡的距離S

S相位式測距儀一般使用調(diào)制光波測距波(Measuringwave)，低頻信號載波(Carrierwave)，高頻信號調(diào)制波(Carrierwavemodulatedbymeasuringwave)相位式測距原理在A點安置測距儀，在B點安置反射棱鏡，儀器發(fā)射出調(diào)制光，經(jīng)反射后被儀器接收。如果能測出調(diào)制光往返傳播的時間Δt，即可以計算出儀器至棱鏡的斜距S

設(shè)測距儀在時刻發(fā)射出相位為的信號，在被接收，則信號傳播產(chǎn)生的相位延遲為

可表示為Ｎ個整波加一個不足整波的部分，相當(dāng)于Ｎ個整尺段加一個余長通常將稱為“光尺”長度相位式測距與鋼尺量距類似嗎？？lΔl總距離=nl+Δll:鋼尺整尺長度Δl:不足整尺段長度相位式測距原理（續(xù)）測相裝置只能測定不足整周的部分ΔN（0～2π），因此產(chǎn)生未知數(shù)N。可以想象，當(dāng)光尺長度大于待測距離時，N＝0，故可通過加大調(diào)制波長解決未知數(shù)N的問題。但另一方面，測相計的精度是一定的（如1/1000），即測距誤差與調(diào)制波長成正比。為解決這個問題，測距儀采用多級調(diào)制頻率配合測距：以低調(diào)制頻率（長波長）保證測程，使最大測尺波長大于標(biāo)稱測程的兩倍；以高調(diào)制頻率（短波長）保證精度。

某測距儀采用兩級測尺頻率，λ1＝20m，λ2＝2000m，則對應(yīng)λ1和λ2有若測量1000m內(nèi)的距離，則Ｎ2＝0，由此可求出Ｎ1的值。實際上，多頻率或稱為多尺度的概念應(yīng)用很廣泛，例如鐘表就是一個典型的例子時針——走得最慢，測大數(shù)（小時）分針——走得較快，測相對小的數(shù)（分）秒針——走得最快，測最小的數(shù)（秒）Thinkover…儀器結(jié)構(gòu)相位式測距儀的基本架構(gòu)由載波光源產(chǎn)生的光波，經(jīng)調(diào)制器被高頻電波調(diào)制為連續(xù)信號，該信號發(fā)射后沿測線到達反射器，經(jīng)反射后被接收器所接收，進入混頻器（Ⅰ）變成中低頻的測距信號ｅ測；高頻電波的另一路則直接進入混頻器（Ⅱ），變成與ｅ測同頻率的基準(zhǔn)信號ｅ基。由比相器中對ｅ測和ｅ基進行相位比較，由相位差計算出距離值。全站式：全站型電子速測儀TotalStation(全站儀)——電子經(jīng)緯儀與測距儀的整合視準(zhǔn)軸、發(fā)光軸與接收軸三軸同軸反射棱鏡光電測距的改正計算（1）加常數(shù)改正

mm為單位（2）乘常數(shù)、氣象改正

mm/km為單位（3）傾斜改正D

=（S+加常數(shù)+S×乘常數(shù)+S×氣象改正）×cosα儀器加、乘常數(shù)（1）加常數(shù)Ｋ加常數(shù)是一個與所測距離遠近無關(guān)的常數(shù)，包括主機加常數(shù)和棱鏡加常數(shù)。主機加常數(shù)：主機的發(fā)射面、接收面與主機中心不一致，以及光電路延遲。棱鏡加常數(shù)：反射棱鏡的等效反射面與棱鏡中心不一致。（2）乘常數(shù)Ｒ乘常數(shù)：儀器的“光尺”長度由晶振頻率決定，儀器使用過程中的晶體老化會導(dǎo)致實測頻率偏移設(shè)計頻率，由此產(chǎn)生一個比例常數(shù)差。加、乘常數(shù)需要定期檢定。氣象改正和傾斜改正氣象改正大氣群折射率是載波波長、大氣溫度、大氣壓力、大氣濕度的函數(shù)，因此實際測距時應(yīng)測定環(huán)境氣象元素（一般測距溫度讀至1℃，氣壓讀至1hPa或mbar），利用廠家提供的氣象改正公式計算改正值或直接輸入儀器。傾斜改正測距儀測出的結(jié)果是主機幾何中心至棱鏡幾何中心的斜距，因此需要改正為平距。總距離=nl+Δll:鋼尺整尺長度，Δl:不足整尺段長度（余長）lΔl如

l=30m，Δl=10m，L=3×30+10=100m一般量距：分段丈量鋼尺精密量距：三項改正尺長改正（Correctionfornominaltapelength）

?ld溫度改正（Correctionforfieldtemperature）

?lt傾斜改正（Correctionforslope）

?lh

因此，水平距離：d=l+?ld+?lt+?lh注意：因量距時，使用與鋼尺檢定時采用的相同標(biāo)準(zhǔn)拉力如98N，故無須拉力（tension）改正，此外，鋼尺的懸曲（Catenary）改正也被忽略尺長改正

(?Ld)整尺段尺長改正數(shù)所量距離整尺段長度溫度改正

(?Lt)標(biāo)準(zhǔn)溫度如20oC所量距離實測時溫度線膨脹系數(shù)1.25×10-5/oC傾斜改正

(?Lh)或Δhldθ高差傾斜角光電測距的操作界面光電測距操作通過顯示屏、操作面板（鍵盤）、軟件菜單來實現(xiàn)。不同廠商型號儀器的操作界面、模式及參數(shù)設(shè)置基本相同。光電測距的讀數(shù)顯示如圖所示，同時或分別顯示傾斜距離（SD）、水平距離（HD）、垂直距離（VD）。光電測距的操作界面光電測距的相關(guān)操作功能包括測距模式和測距參數(shù)設(shè)置。測距模式包括精度模式、次數(shù)模式、反射器（合作目標(biāo)）模式。精度及次數(shù)模式精度模式一般分為精測和粗測兩檔（Ⅰ級測距儀分為精測、標(biāo)準(zhǔn)測、粗側(cè)三檔）。次數(shù)模式分為單次測距、N次測距和跟蹤測距。儀器內(nèi)置的測距模式通常為“精度＋次數(shù)”組合，如單次精測、N次精測、單次粗測、跟蹤粗測（連續(xù)粗測）等。反射器（合作目標(biāo)）模式分為棱鏡測距、反射片測距、無棱鏡（免棱鏡）測距測距參數(shù)設(shè)置儀器加常數(shù)、乘常數(shù)和氣象參數(shù)儀器技術(shù)操作安置儀器

將測距儀安置在測站點上，對中整平；將反射棱鏡安置在目標(biāo)點上，對中整平，并將棱鏡反射面對準(zhǔn)儀器方向。觀測氣象參數(shù)

在測站和鏡站同時測定氣象參數(shù)；采用空盒氣壓計測定氣壓，采用干濕溫度表測定氣溫。設(shè)置測距模式及參數(shù)

設(shè)置測距模式（精度及次數(shù)模式，反射器模式）；輸入測距參數(shù)（主機加常數(shù)、乘常數(shù)、棱鏡常數(shù)、氣溫、氣壓）。豎直角及測距

用望遠鏡視準(zhǔn)軸精確照準(zhǔn)棱鏡覘板中心測距模式下按測量鍵，數(shù)秒鐘后顯示測距結(jié)果（斜距、水平距離、高差）。光電測距儀的檢定六段解析法

用于檢定加常數(shù)。在一條直線上設(shè)立n+1個點，把直線分成n段，測出各段距離D1、D2、…、Dn和全長D，有如下關(guān)系式儀器加常數(shù)為光電測距儀的檢定六段比較法

同時檢定加、乘常數(shù)。在長度1km左右的高精度測距基線上選擇7個點（分為6段），采用全組合測量，測出任意兩點之間的距離Di

，共計21條邊長。由于邊長已知，有如下關(guān)系式根據(jù)最小二乘原理求解，儀器加、乘常數(shù)為光電測距的誤差分析相位式測距的基本公式可寫為式中：C0為真空中的光速值；

ng為大氣的群折射率，為載波波長、氣溫、氣壓、濕度的函數(shù)。由上式可知，測距誤差是由光速值誤差mC0

、大氣折射率誤差mn、調(diào)制頻率誤差mf和測相誤差mΔφ決定；實際測量中除上述誤差外，測距誤差還包括儀器加常數(shù)誤差mK

、對中誤差等。誤差分為兩大類：一類與距離成正比（比例誤差），如mC0

、mn、mf；另一類與距離無關(guān)（

固定誤差），如mΔφ、mK

。光電測距的標(biāo)稱精度因此測距儀的標(biāo)稱精度表達式寫為式中：α為固定誤差，以mm為單位；ｂ為比例誤差，以10-6（mm/km）為單位。相位式測距原理在A點安置測距儀，在B點安置反射棱鏡，儀器發(fā)射出調(diào)制光，經(jīng)反射后被儀器接收。如果能測出調(diào)制光往返傳播的時間Δt，即可以計算出儀器至棱鏡的距離S

S相位式測距儀一般使用調(diào)制光波測距波(Measuringwave)，低頻信號載波(Carrierwave)，高頻信號調(diào)制波(Carrierwavemodulatedbymeasuringwave)相位式測距原理在A點安置測距儀，在B點安置反射棱鏡，儀器發(fā)射出調(diào)制光，經(jīng)反射后被儀器接收。如果能測出調(diào)制光往返傳播的時間Δt，即可以計算出儀器至棱鏡的斜距S

設(shè)測距儀在時刻發(fā)射出相位為的信號，在被接收，則信號傳播產(chǎn)生的相位延遲為

可表示為Ｎ個整波加一個不足整波的部分，相當(dāng)于Ｎ個整尺段加一個余長通常將稱為“光尺”長度相位式測距與鋼尺量距類似嗎？？lΔl總距離=nl+Δll:鋼尺整尺長度Δl:不足整尺段長度相位式測距原理（續(xù)）測相裝置只能測定不足整周的部分ΔN（0～2π），因此產(chǎn)生未知數(shù)N?？梢韵胂?，當(dāng)光尺長度大于待測距離時，N＝0，故可通過加大調(diào)制波長解決未知數(shù)N的問題。但另一方面，測相計的精度是一定的（如1/1000），即測距誤差與調(diào)制波長成正比。為解決這個問題，測距儀采用多級調(diào)制頻率配合測距：以低調(diào)制頻率（長波長）保證測程，使最大測尺波長大于標(biāo)稱測程的兩倍；以高調(diào)制頻率（短波長）保證精度。

某測距儀采用兩級測尺頻率，λ1＝20m，λ2＝2000m，則對應(yīng)λ1和λ2有若測量1000m內(nèi)的距離，則Ｎ2＝0，由此可求出Ｎ1的值。實際上，多頻率或稱為多尺度的概念應(yīng)用很廣泛，例如鐘表就是一個典型的例子時針——走得最慢，測大數(shù)（小時）分針——走得較快，測相對小的數(shù)（分）秒針——走得最快，測最小的數(shù)（秒）Thinkover…儀器結(jié)構(gòu)相位式測距儀的基本架構(gòu)由載波光源產(chǎn)生的光波，經(jīng)調(diào)制器被高頻電波調(diào)制為連續(xù)信號，該信號發(fā)射后沿測線到達反射器，經(jīng)反射后被接收器所接收，進入混頻器（Ⅰ）變成中低頻的測距信號ｅ測；高頻電波的另一路則直接進入混頻器（Ⅱ），變成與ｅ測同頻率的基準(zhǔn)信號ｅ基。由比相器中對ｅ測和ｅ基進行相位比較，由相位差計算出距離值。全站式：全站型電子速測儀TotalStation(全站儀)——電子經(jīng)緯儀與測距儀的整合視準(zhǔn)軸、發(fā)光軸與接收軸三軸同軸反射棱鏡光電測距的改正計算（1）加常數(shù)改正

mm為單位（2）乘常數(shù)、氣象改正

mm/km為單位（3）傾斜改正D

=（S+加常數(shù)）×（1+乘常數(shù)+氣象改正）×cosα儀器加、乘常數(shù)（1）加常數(shù)Ｋ加常數(shù)是一個與所測距離遠近無關(guān)的常數(shù)，包括主機加常數(shù)和棱鏡加常數(shù)。主機加常數(shù)：主機的發(fā)射面、接收面與主機中心不一致，以及光電路延遲。棱鏡加常數(shù)：反射棱鏡的等效反射面與棱鏡中心不一致。（2）乘常數(shù)Ｒ乘常數(shù)：儀器的“光尺”長度由晶振頻率決定，儀器使用過程中的晶體老化會導(dǎo)致實測頻率偏移設(shè)計頻率，由此產(chǎn)生一個比例常數(shù)差。加、乘常數(shù)需要定期檢定。氣象改正和傾斜改正氣象改正大氣群折射率是載波波長、大氣溫度、大氣壓力、大氣濕度的